Java 学习笔记

本文整理 Java 基础语法、常用 API、面向对象编程的核心知识点。

一、基础语法

1. Java 程序基本结构

• class：定义一个类，类是 Java 项目中最基本的组成单元
• {}：类的范围
• public static void main(String[] arg)：程序主入口，固定格式
• System.out.println("")：输出语句，将内容输出到控制台

2. 字面量与变量

字面量：程序中的数据

• 整数类型：直接写
• 小数类型：直接写，加上小数点
• 字符串类型：用双引号 ""
• 字符类型：用单引号 ''，内容只能有一个字符
• 布尔类型：true / false
• 空类型：null

变量：存储单个数据的容器

• 定义格式：数据类型 变量名 = 数据值;
• 注意事项：
  • 变量只能存一个值
  • 变量名不允许重复定义
  • 变量在使用之前一定要赋值
  • 一条语句可以定义多个变量

3. 类型转换

隐式转换：不同类型数据计算时自动发生

• 如果有 byte / short，先提升为 int
• 把取值范围小的提升为取值范围大的

强制转换：需要手动书写

• 格式：目标类型 变量名 = (目标类型)(被转换的数据);

字符串运算：任意数据 + 字符串都是拼接操作，产生新字符串

4. 运算符

逻辑运算符：& | !

短路逻辑运算符：&& ||

三元运算符：

关系表达式 ? 表达式1 : 表达式2;

5. 流程控制

判断语句：

if (关系表达式) {
    语句体
}

选择语句：

switch (表达式) {
    case 值1:
        语句体1;
        break;
    case 值2:
        语句体2;
        break;
    default:
        语句体n;
        break;
}

case 穿透：如果没有 break，会继续执行下一个 case 的语句体。

switch 新特性（JDK 14+）：

• 箭头标签 -> {}，不需要 break
• case 后可写多个数值 case 1,2,3,4
• switch 可以有返回值
• yield 关键字返回值

循环语句：for while do-while

6. 方法

方法：程序中最小的执行单元

作用：

• 提高代码复用性
• 提高代码可维护性

定义格式：

public static 返回值类型 方法名(参数列表) {
    方法体;
    return 返回值;
}

方法重载：同一个类中，方法名相同，参数列表不同（类型、数量、顺序）

---

二、常用 API

1. API 概念

API（应用程序编程接口）：JDK 中提供的各种功能的 Java 类，直接使用即可。

常用类：

• Scanner：键盘录入
• Random：获取随机数

2. String 字符串

String 定义在 java.lang 包中（核心包），字符串内容不可变。

常用方法：

• length()：长度
• charAt(int index)：获取指定位置字符
• substring(int begin, int end)：截取
• equals(Object obj)：比较内容
• indexOf(String str)：查找位置

3. StringBuilder

StringBuilder 是可变字符串容器。

常用方法：

• append(Object obj)：添加
• reverse()：反转
• length()：长度
• toString()：转为 String

4. StringJoiner

StringJoiner 用于拼接字符串：

StringJoiner sj = new StringJoiner("间隔符号", "前符号", "后符号");
sj.add("元素");

5. ArrayList 集合

ArrayList 存储数据特点：

• 自动扩容
• 只能存储引用类型

常用方法：

• add(E e)：添加
• remove(int index)：删除
• set(int index, E e)：修改
• get(int index)：获取
• size()：长度

---

三、面向对象入门

面向对象编程：拿东西过来做对应的事情。

1. 类与对象

类：对一类事物的抽象描述 对象：该类事物的具体实例

定义类：

public class 类名 {
    // 成员变量（属性）
    // 成员方法（行为）
}

创建对象：

类名 对象名 = new 类名();
对象名.成员变量;
对象名.成员方法();

2. 封装

封装：对象代表什么，就得封装对应的数据，并提供对应的行为。

原则：隐藏实现细节，暴露必要访问方式。

3. this 关键字

this：区分成员变量和局部变量

• this.成员变量：访问本类的成员变量
• this.成员方法()：调用本类的成员方法

4. 构造方法

构造方法：创建对象时对成员变量进行初始化。

特点：

• 方法名与类名相同
• 无返回值类型
• 可重载

public 类名(参数列表) {
    // 初始化代码
}

5. JavaBean

标准 JavaBean：

• 成员变量私有
• 提供 getter / setter 方法
• 提供无参构造方法

6. 对象内存图

对象存储在堆内存，引用变量存储在栈内存。

基本数据类型：直接存储值 引用数据类型：存储对象的地址

---

四、面向对象进阶

1. static 静态

静态变量：被该类所有对象共享，随类加载而加载。

调用方式：

• 类名调用（推荐）：类名.静态变量
• 对象名调用：对象名.静态变量

静态方法：多用于测试类和工具类。

注意事项：

• 静态方法只能访问静态成员
• 非静态方法可以访问所有成员

2. 工具类

工具类：不是描述事物的类，而是帮我们做一些事情的类。

特点：

• 方法都是静态的
• 私有构造方法（防止创建对象）

3. main 方法

public static void main(String[] args)

• public：被 JVM 调用，需要公开
• static：被 JVM 调用，无需创建对象
• void：无返回值
• String[] args：命令行参数

4. final 关键字

final：最终、不可变

• 修饰类：不能被继承
• 修饰方法：不能被重写
• 修饰变量：只能赋值一次（常量）

5. 枚举

枚举：对象的个数是有限且固定的。

public enum 枚举类名 {
    枚举项1,
    枚举项2,
    // 行为
}

常用方法：

• values()：获取所有枚举项
• valueOf(String name)：获取指定枚举项

---

五、面向对象高级

1. 继承

继承：类与类之间的父子关系，使用 extends 关键字。

public class Student extends Person {}

特点：

• Java 只支持单继承，不支持多继承
• 支持多层继承
• 所有类的顶级父类是 Object

成员变量访问：就近原则

2. 方法重写

重写：子类对父类方法进行重新实现。

注解：@Override

3. 多态

多态：同类型的对象，表现出不同的形态。

前提：

• 有继承/实现关系
• 有父类引用指向子类对象
• 有方法重写

父类类型 变量名 = new 子类类型();

4. 抽象类

抽象类：不能实例化，作为模板使用。

public abstract class 类名 {
    // 抽象方法：只有声明，没有实现
    public abstract void 方法名();
}

5. 接口

接口：一种规则、一种能力。

public interface 接口名 {
    // 抽象方法
    // 默认方法
    // 静态方法
}

实现接口：

public class 类名 implements 接口名 {
    // 实现所有抽象方法
}

6. 内部类

内部类：定义在类内部的类。

• 成员内部类
• 静态内部类
• 局部内部类
• 匿名内部类